清晨的南水北调中线陶岔渠首,工作人员轻点鼠标,千里之外的调度中心屏幕上,数字孪生模型随即生成闸门操作指令,实现对总干渠水位、流量的精准控制。这个幕直观展现了数字孪生水利体系如何以数智手段守护每一滴水的有序流淌。数字孪生水利体系通过大数据、云计算、人工智能等技术与水利业务深度融合,把江河湖泊、水利工程映射到数字空间,开展智能模拟与调度预演,为水旱灾害防御、水资源管理与调配等提供决策支撑。该体系由数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程三大核心部分构成,分工侧重不同,同时互联互通、信息共享。建设数字孪生水利体系是推进水利现代化的重要抓手,也是推动水利高质量发展、保障国家水安全的重要路径。水利部副部长王宝恩表示,“十四五”期间,各级水利部门按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”原则,加快构建具备预报、预警、预演、预案功能的数字孪生水利体系,为流域安全、水资源调配和工程安全提供数字支撑。目前,我国数字孪生水利体系框架已基本形成,建设成果正加快转化为可感可及的民生成效。数字孪生流域建设上,已完成94项先行先试任务,形成一批可复制、可推广的典型案例;数字孪生水网建设上,分批推进14个省级水网先导区建设,水网数字化管控能力稳步提升;数字孪生水利工程建设上,数字孪生三峡、南水北调等11个重点工程已投入实战应用,49处数字孪生灌区先行先试、230个数字孪生农村供水工程建设取得阶段性成效。防洪预报是数字孪生水利体系的重要应用场景。依托“天空地水工”一体化监测感知系统,通过气象卫星、天气雷达、测雨雷达以及雨量站、水文站共同构成雨水情监测预报“三道防线”,可实时掌握“云中雨—落地雨—河中水”的暴雨洪水变化,开展滚动递进预报。水利部水旱灾害防御司司长姚文广介绍,“十四五”以来,水利部门累计发布洪水预报272万站次,全国大江大河洪水预见期由3天延长至10天,主要江河关键期洪水预报准确率达90%。输水调度也从以人工经验为主逐步转向系统化、精准化调度。针对陶岔渠首至总干末端调减流量的典型工况,应用南水北调中线数字孪生输水调度模型,可一键生成总干渠闸门调度指令序列,大幅提升效率,推动中线工程输水调度向智能化升级。我国人多水少、水资源分布不均,提高水资源精细化管理水平对保障居民用水安全尤为关键。水利部水资源管理司司长于琪洋介绍,水利部门同步推进取用水管理、地下水管理、生态流量管理等8个水资源监管有关业务平台模块建设,汇集的各类数据已实现与流域管理机构和省级水行政主管部门共享互用,为精细化管理夯实数据基础。王宝恩表示,建设数字孪生水利体系是顺应数字化、网络化、智能化趋势的必然选择。通过体系建设,既能更好融入数字中国建设,依托应用场景、数据资源和政策支持提升水利发展主动性,也能推动大数据、云计算等数智技术在水利行业落地应用,为培育水利新质生产力提供支撑。
从大禹治水的古老智慧到今天的数字孪生实践,中华民族治水文明正在书写新篇章;这场由技术创新推动的水利变革,不仅关乎基础设施升级,也反映了国家治理能力现代化的推进方向。当每一滴水的流动都被数据更精准地感知与调度,“人水和谐”的愿景正加快走向现实。